JP2015063804A - Optical sensor for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用光センサに関するものである。 The present invention relates to a vehicle optical sensor.
検出精度を高めた光センサとしては、特許文献1に記載のものが知られている。この従来例において、光センサは発光素子と受光素子とを有して構成され、受光素子における受光強度が低下した場合には発光素子の発光強度を上げることにより、受光強度が高い場合には発光素子の発光強度を下げるように構成される。 As an optical sensor with improved detection accuracy, one described in Patent Document 1 is known. In this conventional example, the optical sensor includes a light emitting element and a light receiving element. When the light receiving intensity in the light receiving element decreases, the light emitting element increases the light emitting intensity. When the light receiving intensity is high, the light sensor emits light. It is comprised so that the emitted light intensity of an element may be reduced.
しかし、上述した従来例は、受光強度の低下に対して発光強度を上げることにより検出精度を高めるものであるために、受光強度の低下が発光素子の汚れ等、比較的長期にわたる原因に起因する場合には、高発光状態が恒常化し、バッテリ消費量が著しく増加する上に、バッテリ消費量を予め想定することができない。 However, since the conventional example described above increases the detection accuracy by increasing the light emission intensity with respect to the decrease in the light reception intensity, the decrease in the light reception intensity is caused by a relatively long-term cause such as contamination of the light emitting element. In this case, the high light emission state becomes constant, the battery consumption increases remarkably, and the battery consumption cannot be assumed in advance.
このために、商用電源等からの給電を受けない自家用車の停車中の状態を監視する用途に使用される光センサには適しないという問題がある。 For this reason, there exists a problem that it is not suitable for the optical sensor used for the use which monitors the state in the stop of the private vehicle which does not receive the electric power supply from a commercial power source etc.
この問題を解決するためには、受光強度が低下した場合に受光側の増幅率を高めることも可能であるが、増幅率を受光強度に対応させて変化させるためには、複雑な回路構成を要するばかりでなく、SN比も低くなるために、検出精度も低下するという問題がある。 In order to solve this problem, it is possible to increase the amplification factor on the light receiving side when the received light intensity decreases, but in order to change the amplification factor according to the received light intensity, a complicated circuit configuration is required. Not only is this necessary, but the signal-to-noise ratio also decreases, so that there is a problem that the detection accuracy also decreases.
本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、消費電力が少なく、かつ、検出精度の高い車両用光センサ、およびこれを使用した車両ドア開閉制御装置の提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described drawbacks, and an object of the present invention is to provide a vehicle optical sensor with low power consumption and high detection accuracy, and a vehicle door opening / closing control device using the same. .
本発明によれば上記目的は、
車両1外壁部から車両1外部に設定される検出領域2に向けて所定間隔をおいて検出光を投光する発光部3と、
検出光に対する検出領域2からの受光部4での受光光量により検出領域2内への検出対象5の進入を検出する判定部6とを有し、
前記発光部3は、受光部4での受光光量にかかわりなく、発光光量の異なる複数種のパルスからなるパルス群を単位とする検出光を投光するとともに、
前記判定部6は、各パルスに対する受光光量を発光光量比を基準とする増幅率により増幅補正して評価対象とする車両用光センサを提供することにより達成される。
According to the present invention, the object is
A
A
The
The
車両用光センサ(A)は、発光部3の検出領域2への検出光の照射タイミングに合わせて検出領域2からの反射光を受光部4により受光し、受光レベルの変化により検出領域2への検出対象5の進入を検出するように構成される。
The vehicle optical sensor (A) receives the reflected light from the
発光部3からの検出光は、発光光量の異なる複数種のパルスを含むパルス群として発射され、判定部6は、パルス群内の各構成パルスに対応する受光部4における受光光量を概ね構成パルスの発光光量比に基づく増幅率で増幅した値を判定対象とすることにより、同一光量による受光光量として擬制して検出対象5の検出動作を行う。
The detection light from the
したがって本発明において、図3(a)に示すように、センサの汚れ等により受光光量が低下した場合、発光光量の増加により受光光量の低下を補う場合には、汚れの状態により消費電力が変化してその予想が困難であり、さらに、汚れの長期化することによる消費電力の増加が避けられないのに対し、発光部3での発光光量は、受光光量の変化にかかわらず一定であるために、センサの汚れの程度如何にかかわらず、消費電力が一定であり、消費電力量の正確な把握が可能になる上に、低発光量パルスを含むために、全体の消費電力も低く抑えることができる。
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 3 (a), when the amount of received light is reduced due to dirt on the sensor or the like, when the decrease in the amount of received light is compensated for by increasing the amount of emitted light, the power consumption changes depending on the state of the stain. In addition, it is difficult to predict, and furthermore, an increase in power consumption due to prolonged dirt is unavoidable. On the other hand, the amount of light emitted from the
また、受光光量の変化にかかわらず一定の増幅率で受光パルスの受光光量を増幅するために、汚れ等による受光光量の変化にともなって増幅量を変化させる場合に比して、信号処理を簡略化することが可能になり、演算部への負担が小さくなる。 Also, in order to amplify the received light amount of the received light pulse with a constant amplification factor regardless of the change in the received light amount, the signal processing is simplified compared to when the amplified amount is changed with the change in received light amount due to dirt etc. And the burden on the calculation unit is reduced.
また、
前記パルス群内の高発光量パルスと後続パルスとの間の発光間隔を他のパルス間間隔に比して長くした車両用光センサを構成すると、より消費電力を低くすることが可能になる。
Also,
If the vehicle light sensor is configured such that the light emission interval between the high light emission amount pulse and the subsequent pulse in the pulse group is longer than the interval between other pulses, the power consumption can be further reduced.
さらに、車両用光センサは、
前記低発光量パルスに対する判定部6における判定は、当該パルスに対する増幅補正値と、先行する適数のパルスに対する評価値とで定義される統計的代表値を評価対象として実行されるように構成することができる。
Furthermore, the vehicle light sensor
The determination in the
前記増幅補正は、低発光光量パルスの発光光量の差分を増幅により補うものであるが、これら増幅補正値にさらに統計的処理を施することにより、増幅に際して混入するノイズ成分を統計的に除去することが可能になり、検出精度をより高めることができる。 The amplification correction compensates for the difference between the light emission amounts of the low light emission light amount pulses by amplification. By further performing statistical processing on these amplification correction values, noise components mixed during amplification are statistically removed. And detection accuracy can be further increased.
評価対象のパルスに対する統計的代表値には、先行する適数のパルスと評価対象パルスとを要素とする移動平均、あるいはメディアン(中央値)等が使用できる。 As a statistical representative value for the pulse to be evaluated, a moving average having a proper number of preceding pulses and an evaluation target pulse as elements, or a median (median value) or the like can be used.
また、これら車両用光センサ(A)を使用した車両ドア開閉制御装置は、
車両用光センサ(A)と、
車両用光センサ(A)における検出対象5の検出確認信号を条件としてアクチュエータ7を作動させて車両ドア8を開放操作するドア制御部9とを有して構成することができる。
Moreover, the vehicle door opening / closing control device using these vehicle optical sensors (A)
A vehicle optical sensor (A);
A door control unit 9 that opens the
本発明において、ドア制御部9は検出確認信号を受領すると、適宜の認証手段により解錠操作権限が認証されていること等の所定の他の条件が充足していることを条件に施錠状態の解除、および車両ドア8の開放操作信号をアクチュエータ7に出力し、ドアの開放操作が行われる。この結果、解錠条件が充足した状態で荷物、手等を検出領域2に差し出すだけで、ドアを開放することができるために、利便性が向上する。
In the present invention, when the door control unit 9 receives the detection confirmation signal, the door control unit 9 is in a locked state on condition that a predetermined other condition such as that the unlocking operation authority is authenticated by an appropriate authentication unit is satisfied. The release and opening operation signal of the
本発明によれば、低発光光量パルスを含むパルス群を受光光量の変化にかかわらず検出光として使用するために、センサの汚れた状態が長期に渡った場合であっても、発光光量の増加に伴う消費電力の増加が発生しないために、全体として消費電力を低く抑えることができ、低発光光量に対する受光光量を増幅して評価するために、検出精度の低下も防止できる。 According to the present invention, since the pulse group including the low emission light amount pulse is used as the detection light regardless of the change in the received light amount, the increase in the emission light amount can be achieved even when the sensor is dirty for a long time. Therefore, the power consumption can be kept low as a whole, and the received light quantity with respect to the low light quantity is amplified and evaluated, so that the detection accuracy can be prevented from being lowered.
図1に車両ドア開閉制御装置が使用された車両1を示す。本例において車両ドア開閉制御装置は、ダンパ装置等のアクチュエータ7により駆動されるパワーバックドアの開閉動作を制御するためのバックドア制御装置として構成されるもので、車両1のバックドア(車両ドア8)に固定される車両用光センサ(A)と、アクチュエータ7を制御するためのドア制御部9とを有する。
FIG. 1 shows a vehicle 1 in which a vehicle door opening / closing control device is used. In this example, the vehicle door opening / closing control device is configured as a back door control device for controlling the opening / closing operation of a power back door driven by an
後述するように、光センサ(A)は、検出光が投光される所定の検出領域2内への検出対象5の進入を検出すると、検出確認信号を出力するように構成される反射型光センサであり、ライセンスプレートフィニッシャ10に囲まれたライセンスプレート取り付け凹部11の天井壁部に固定される。なお、図1において12はライセンスプレートを示す。
As will be described later, the optical sensor (A) is configured to output a detection confirmation signal when detecting the entry of the detection target 5 into the
また、本例において、光センサの検出領域2の中心をライセンスプレート取り付け凹部11内に位置させるために、検出光の光軸はやや車両1内方側に傾けられる(角度θ)。これにより、ライセンスプレート取り付け凹部11外での検出能が低下するために、車両1に利用者以外のヒト、動物、ゴミ等が接近した状態で光センサが不用意に反応することが防止できる。
Further, in this example, in order to position the center of the
本例においてドア制御部9は、上記光センサ(A)から検出確認信号が出力されると、まず、利用者が所持する電子キーの認証、バックドア8の状態検出、施解錠動作等の準備動作を行った後、アクチュエータ7を駆動させる。電子キーの認証は、図外の認証装置と交信して電子キーから出力される認証コードを認証することにより行われ、認証が成立すると、バックドア8が閉扉状態にあることを条件にバックドア8を解錠操作した後、アクチュエータ7を駆動させて開扉動作が開始される。
In this example, when a detection confirmation signal is output from the optical sensor (A), the door control unit 9 first prepares for authentication of an electronic key possessed by the user, detection of the state of the
したがってこの実施の形態において、荷物等で手がふさがっている状態であっても、検出領域2として設定されたライセンスプレート取り付け凹部11内、あるいはその近傍に検出対象5となる荷物等を近付けるだけでバックドアの開放操作が行えるために、利便性が向上する。
Therefore, in this embodiment, even if the hand is blocked by a luggage or the like, it is only necessary to bring the luggage or the like to be detected 5 close to or near the license plate mounting recess 11 set as the
図2に示すように、光センサ(A)は、赤外線LEDを発光源とする発光部3と、赤外線受光素子を含む受光回路を備える受光部4と、制御部13とを有し、制御部13には、発光制御部13a、受光制御部13b、増幅部13c、統計処理部13d、および判定部6が含まれる。
As shown in FIG. 2, the optical sensor (A) includes a
発光制御部13aは、発光光量の異なる所定数のパルス(p)からなるパルス群(pu)を単位とする検出光を所定の間隔で発射するように発光部3を制御する。本例において、図3(b)に示すように、各パルス群(pu)は、発光光量の高い高発光光量パルス(ph)と発光光量の低い低発光光量パルス(pl)の2種類を含み、各パルスは、センサの汚れ等により受光光量が低下しても、光量、および出力タイミングを変化させることなく、所定の光量、タイミングで照射される。
The light
また、発光制御部13aは、発光タイミングを受光制御部13bに、発光タイミングにおける光量情報を増幅部13cに出力する。
Further, the light
受光制御部13bは、上記発光部3におけるパルス(p)の出力に同期させて検出領域2からの反射光を受光するように受光部4を制御し、受光部4からの出力は増幅部13cにおいて増幅されて統計処理部13dに出力される。
The light
増幅部13cには、発光制御部13aからの光量情報に対応し、概ね発光光量に比例する増幅率が予め決定されており、発光制御部13aから光量情報を受領すると、所定の増幅率を適用して受光部4からの出力に対して増幅補正が行われる。
The
増幅部13cは、いわゆる電子的増幅回路によることも、あるいは受光部4からの出力をデジタル出力し、出力値と増幅率との積として求めることも可能であり、増幅部13cを電子的増幅回路により構成する場合、発光制御部13aからの光量情報は、増幅回路のスイッチ情報として出力される。
The amplifying
統計処理部13dは、上記増幅部13cからの出力値を統計的に処理してノイズによる突出値等を除去するもので、上記出力値と、この出力値に先行する予め設定された適数個の出力値との統計的代表値(本例においては中央値)を評価対象値として判定部6に出力する。
The
評価対象値を受領した判定部6は、評価対象値が予め設定されたしきい値を超える場合に検出信号を出力し、制御部13は検出確認信号をドア制御部9に出力する。
The
なお、以上においては、検出光が高低2種類の発光光量のパルス(ph、pl)からなるパルス群(pu)により構成される場合を示したが、3種類以上の発光光量のパルスからパルス群を構成することも可能であり、さらに、図3(c)に示すように、高発光光量パルスと後続のパルスとの間の間隔を大きくとることにより消費電力を抑えることも可能である。 In the above description, the case where the detection light is constituted by a pulse group (pu) composed of two kinds of light emission level pulses (ph, pl) is shown. Further, as shown in FIG. 3C, the power consumption can be suppressed by increasing the interval between the high emission light amount pulse and the subsequent pulse.
また、統計処理部において使用する統計的代表値としては、中央値以外に移動平均値等、デジタルノイズ除去フィルタとして多用される関数を使用することができる。 Further, as the statistical representative value used in the statistical processing unit, a function frequently used as a digital noise removal filter such as a moving average value in addition to the median value can be used.
1 車両
2 検出領域
3 発光部
4 受光部
5 検出対象
6 判定部
7 アクチュエータ
8 車両ドア
9 ドア制御部
A 車両用光センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
検出光に対する検出領域からの受光部での受光光量により検出領域内への検出対象の進入を検出する判定部とを有し、
前記発光部は、受光部での受光光量にかかわりなく、発光光量の異なる複数種のパルスからなるパルス群を単位とする検出光を投光するとともに、
前記判定部は、各パルスに対する受光光量を発光光量比を基準とする増幅率により増幅補正して評価対象とする車両用光センサ。 A light emitting unit that projects detection light at a predetermined interval from a vehicle outer wall toward a detection region set outside the vehicle;
A determination unit that detects the entry of the detection target into the detection region based on the amount of light received by the light receiving unit from the detection region with respect to the detection light;
The light emitting unit projects detection light in units of a pulse group composed of a plurality of types of pulses having different light emission amounts regardless of the amount of light received by the light receiving unit,
The determination unit is a vehicle optical sensor to be evaluated by amplifying and correcting a received light amount with respect to each pulse by an amplification factor based on a light emission amount ratio.
車両用光センサにおける検出対象の検出確認信号を条件としてアクチュエータを作動させて車両ドアを開放操作するドア制御部とを有する車両ドア開閉制御装置。 The vehicle optical sensor according to claim 1,
A vehicle door opening / closing control device having a door control unit that operates an actuator to open a vehicle door on condition of a detection confirmation signal of a detection target in a vehicle optical sensor.
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